KR100277891B1 - Flash memory cell manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플로팅 게이트의 측면에 절연층이 잔류되지 않도록하여 컨트롤 게이트의 패터닝을 용이하게 하며 소자격리막의 손실을 방지하여 소자의 신뢰성을 향상시키는데 적당한 플래쉬 메모리 셀 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 반도체 기판에 소자격리막을 형성하여 활성영역을 정의하는 공정과, 상기 기판상에 터널링 산화막을 개재하여 제 1 폴리실리콘층을 형성하고, 그 상면에 그 보다 두꺼운 제 1 절연층을 형성하는 공정과, 상기 활성영역에 상응하는 상기 제 1 폴리실리콘층이 노출되도록 상기 제 1 절연층을 선택식각한 후, 상기 기판 전면에 제 2 폴리실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 절연층의 높이보다 낮은 높이가 되도록 상기 제 2 폴리실리콘층을 식각하는 공정과, 상기 제 1 절연층을 제거한 후, 상기 제 2 폴리실리콘층의 양측면에 폴리 측벽을 형성하는 공정과, 상기 폴리 측벽 양측의 제 1 폴리실리콘층을 제거하여 상기 제 1, 제 2 폴리실리콘층 및 폴리 측벽으로 이루어진 플로팅 게이트 라인들을 형성하는 공정과, 상기 플로팅 게이트 라인들을 포함한 전면에 제 2 절연층을 형성한 후, 상기 제 2 절연층상에 컨트롤 게이트를 형성하는 공정과, 상기 컨트롤 게이트를 마스크로 상기 제 2 절연층 및 상기 플로팅 게이트 라인을 식각하여 플로팅 게이트를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of manufacturing a flash memory cell suitable for improving the reliability of a device by facilitating patterning of a control gate by preventing an insulating layer from remaining on a side of the floating gate, and preventing loss of a device isolation film. Forming an isolation layer on the substrate to define an active region, forming a first polysilicon layer on the substrate via a tunneling oxide film, and forming a thicker first insulating layer on the upper surface thereof; Selectively etching the first insulating layer to expose the first polysilicon layer corresponding to an area, and then forming a second polysilicon layer on the entire surface of the substrate, and having a height lower than that of the first insulating layer. Etching the second polysilicon layer to remove the first insulating layer, and then removing both sides of the second polysilicon layer. Forming a poly sidewall, removing a first polysilicon layer on both sides of the poly sidewall to form floating gate lines formed of the first and second polysilicon layers and the poly sidewall, and including the floating gate lines. After forming a second insulating layer on the entire surface, forming a control gate on the second insulating layer, and etching the second insulating layer and the floating gate line using the control gate as a mask to form a floating gate. Characterized in that comprises a.

Description

플래쉬 메모리 셀 제조방법Flash memory cell manufacturing method

본 발명은 반도체 소자 제조방법에 관한 것으로 특히, 플래쉬 메모리 셀 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a flash memory cell.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 플래쉬 메모리 셀 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a flash memory cell manufacturing method according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 1b는 종래 기술에 따른 플래쉬 메모리 셀의 레이아웃도이다.1A-1B are layout diagrams of flash memory cells according to the prior art.

도 1a는 컨트롤 게이트가 형성되기 이전까지를 도시한 것이고, 도 1b는 컨트롤 게이트를 패터닝하고, 컨트롤 게이트를 이용하여 플로팅 게이트까지 형성한 경우를 도시한 것이다.FIG. 1A illustrates the control gate before the formation of the control gate, and FIG. 1B illustrates the case where the control gate is patterned and formed to the floating gate using the control gate.

먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 일정간격을 두고 일방향으로 소자격리막(11)들이 형성되고, 서로 인접한 소자격리막(11)의 사이에서 상기 소자격리막(11)에 소정부분이 오버랩되도록 플로팅 게이트 라인(12a)들을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, the device isolation layers 11 are formed in one direction at a predetermined interval, and the floating gate line overlaps a predetermined portion of the device isolation layer 11 between the adjacent device isolation layers 11. To form (12a).

이후, 도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 플로팅 게이트 라인(12a)들을 포함한 전면에 ONO구조의 절연층(도시되지 않음)을 형성한 후, 상기 절연층상에 컨트롤 게이트용 제 2 폴리실리콘층을 형성한 후 패터닝하여 컨트롤 게이트(13a)들을 형성하고, 상기 컨트롤 게이트(13a) 하부의 플로팅 게이트 라인(12a)을 식각하여 플로팅 게이트(12b)들을 형성한다.After that, as shown in FIG. 1B, an insulating layer (not shown) having an ONO structure is formed on the entire surface including the floating gate lines 12a, and then a second polysilicon layer for control gate is formed on the insulating layer. After that, the control gates 13a are formed by patterning, and the floating gate lines 12a below the control gate 13a are etched to form floating gates 12b.

이와 같이, 구성된 종래 플래쉬 메모리 셀 제조방법을 도 2a 내지 2d 및 도 3a 내지 3c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.As described above, a method of manufacturing a conventional flash memory cell constructed as follows will be described with reference to FIGS. 2A to 2D and 3A to 3C.

도 2a 내지 2d는 도 1a 내지 1b의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 공정단면도이고, 도 3a 내지 3d는 도 1a 내지 1b의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 공정단면도이다.2A to 2D are process cross-sectional views taken along line II ′ of FIGS. 1A to 1B, and FIGS. 3A to 3D are process cross-sectional views taken along line II-II ′ of FIGS. 1A to 1B.

이해를 돕기 위해 채널 폭 방향(Y-방향)을 도시한 도 2와 채널 길이 방향(X-방향)을 도시한 도 3을 동시에 설명하기로 한다.For the sake of understanding, FIG. 2 showing the channel width direction (Y-direction) and FIG. 3 showing the channel length direction (X-direction) will be described at the same time.

먼저, 도 2a 내지 2b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이고, 도 2c 내지 2d는 도 1b의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이다.First, FIGS. 2A to 2B are cross-sectional views taken along the line II ′ of FIG. 1A, and FIGS. 2C to 2D are cross-sectional views taken along the line II ′ of FIG. 1B.

또한, 도 3a 내지 3b는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이고, 도 3c 내지 3d는 도 1b의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이다.3A to 3B are cross-sectional views taken along the line II-II 'of FIG. 1A, and FIGS. 3C to 3D are cross-sectional views taken along the line II-II' of FIG. 1B.

먼저, 반도체 기판(10)을 활성영역과 필드영역으로 정의한 후, 상기 필드영역에 소자 분리를 위한 소자격리막(11)들을 형성한다.First, the semiconductor substrate 10 is defined as an active region and a field region, and then device isolation layers 11 are formed in the field region for device isolation.

이후, 상기 활성영역의 기판(10)상에 터널링 산화막(21)을 형성한 후, 상기 소자격리막(11)들을 포함한 기판(10)상에 제 1 폴리실리콘층(12)을 형성한다.(도 2a 참조)Subsequently, after the tunneling oxide film 21 is formed on the substrate 10 of the active region, the first polysilicon layer 12 is formed on the substrate 10 including the device isolation layers 11. 2a)

여기서, 상기 제 1 폴리실리콘층(12)은 플로팅 게이트로 사용된다.Here, the first polysilicon layer 12 is used as a floating gate.

이때, 도 3a는 X-방향에 따른 단면이므로 소자격리막은 도시되지 않고, 기판(10)의 전면에 형성된 터널링 산화막(21)과 상기 터널링 산화막(21)상에 형성된 제 1 폴리실리콘층(12)이 도시된다.3A is a cross-sectional view along the X-direction, so that the device isolation film is not shown, and the tunneling oxide film 21 formed on the entire surface of the substrate 10 and the first polysilicon layer 12 formed on the tunneling oxide film 21 are not shown. This is shown.

이어서, 상기 제 1 폴리실리콘층(12)을 선택적으로 제거하여 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 소자격리막(11)과 동일한 방향으로 패터닝되는 플로팅 게이트 라인(12a)들을 형성한다.Subsequently, the first polysilicon layer 12 is selectively removed to form floating gate lines 12a patterned in the same direction as the device isolation layer 11, as shown in FIG. 2B.

이때 도 3b는 도 3a의 상태를 그대로 유지한다.At this time, FIG. 3B maintains the state of FIG. 3A.

여기까지는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 공정 단면도를 설명한 것이다.Thus far, the process sectional drawing along the lines II 'and II' of FIG. 1A is demonstrated.

이어서, 도 1b의 Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 공정을 설명하기로 한다.Next, the process along the lines II 'and II-II' of FIG. 1B will be described.

즉, 도 2c에 도시한 바와 같이, 상기 플로팅 게이트 라인(12a)들을 포함한 전면에 산화막-질화막-산화막(O-N-O) 구조의 절연층(22)을 형성하고, 상기 절연층(22)상에 제 2 폴리실리콘층(13)을 형성한다.That is, as shown in FIG. 2C, an insulating layer 22 having an oxide film-nitride-oxide film (ONO) structure is formed on the entire surface including the floating gate lines 12a, and a second layer is formed on the insulating layer 22. The polysilicon layer 13 is formed.

이때, 도 3c에는 상기 제 1 폴리실리콘층(12)상에 상기 ONO구조의 절연층(22)이 형성되고, 상기 절연층(22)상에는 제 2 폴리실리콘층(13)이 형성된다.In this case, an insulating layer 22 having the ONO structure is formed on the first polysilicon layer 12, and a second polysilicon layer 13 is formed on the insulating layer 22.

여기서, 상기 제 2 폴리실리콘층(13)은 컨트롤 게이트로 사용된다.Here, the second polysilicon layer 13 is used as a control gate.

이어서, 도 2d에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 폴리실리콘층(13)을 선택적으로 식각하여 컨트롤 게이트(13a)를 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2D, the second polysilicon layer 13 is selectively etched to form the control gate 13a.

이때, 도 3d에서와 같이, 상기 컨트롤 게이트(13a)를 형성한 후, 상기 컨트롤 게이트(13a)를 마스크로 이용하여 플로팅 게이트 라인(12a)을 식각하여 플로팅 게이트(12b)들을 형성한다.In this case, as shown in FIG. 3D, after the control gate 13a is formed, the floating gate line 12a is etched using the control gate 13a as a mask to form floating gates 12b.

여기서, 상기 컨트롤 게이트(13a)는 도 1b에서와 같이, 서로 일정 간격을 갖도록 패터닝되어 있어 있지만 도 2d는 Y방향에 따른 단면이므로 컨트롤 게이트가 분리되어 있는 모습은 도시되지 않는다. 하지만 도 3d에는 X방향에 따른 단면이므로 분리 형성되어 있는 컨트롤 게이트(13a)와 플로팅 게이트(12b)를 볼 수 있다.Here, the control gate 13a is patterned to have a predetermined distance from each other, as shown in Figure 1b, but Figure 2d is a cross-sectional view along the Y direction is not shown that the control gate is separated. However, in FIG. 3D, the control gate 13a and the floating gate 12b which are separated from each other can be seen because they are cross sections along the X direction.

도 3d와 같이, 적층 구조의 플로팅 게이트(12b) 및 컨트롤 게이트(13a)를 형성한 후, 그 양측에 사이드월 스페이서(23)를 형성한다.As shown in FIG. 3D, the floating gate 12b and the control gate 13a of the stacked structure are formed, and sidewall spacers 23 are formed on both sides thereof.

그리고 불순물 이온주입을 실시하여 소오스/드레인 불순물 확산영역(24)들을 형성하면 종래 기술에 따른 플래쉬 메모리 셀 제조공정이 완료된다.When the source / drain impurity diffusion regions 24 are formed by performing impurity ion implantation, the flash memory cell manufacturing process according to the prior art is completed.

이와 같은 공정에서 알 수 있듯이, 컨트롤 게이트 형성 이전에 미리 플로팅 게이트를 패터닝하지 않고, 컨트롤 게이트 형성시 동시에 플로팅 게이트(12b)를 패터닝하여 플로팅 게이트(12b)와 컨트롤 게이트(13a)가 수직 구조를 갖는다.As can be seen in this process, the floating gate 12b and the control gate 13a have a vertical structure by patterning the floating gate 12b at the same time when the control gate is formed, without patterning the floating gate before forming the control gate in advance. .

한편, 도 4는 도 1b의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 단면을 나타낸 것으로 컨트롤 게이트를 마스크로 절연층(22) 및 플로팅 게이트 라인(12a)을 식각함에 있어서, 식각되지 않고 소자격리막(11)의 상부에 잔존하는 절연층(22)을 도시한 것이다.FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line III-III ′ of FIG. 1B. In the etching of the insulating layer 22 and the floating gate line 12a using the control gate as a mask, the device isolation film 11 is not etched. The insulating layer 22 remaining above is shown.

이와 같은 플래쉬 메모리 셀은 인접한 셀간에 소오스 불순물 영역을 공유하며 데이터 소거를 위해서는 공통 소오스 불순물 영역에 양(+)의 전압을 인가하여 플로팅 게이트에 트랩(trap)되어 있던 전하를 방출시킨다.Such flash memory cells share a source impurity region between adjacent cells, and a positive voltage is applied to the common source impurity region for data erasing to release charges trapped in the floating gate.

데이터 소거는 게이트와 드레인에 양(+)의 전압을 인가하여 채널의 드레인단에서 발생한 고온 열 전자가 플로팅 게이트로 주입되게 하는 방식이 주류를 이루고 있다.Data erasing is mainly performed by applying a positive voltage to the gate and the drain so that high temperature hot electrons generated at the drain terminal of the channel are injected into the floating gate.

그러나 상기와 같은 종래 플래쉬 메모리 셀 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional flash memory cell manufacturing method as described above has the following problems.

첫째, 플로팅 게이트용 제 1 폴리실리콘층상에 ONO구조의 절연층을 형성한 후, 상기 절연층상에 컨트롤 게이트용 제 2 폴리실리콘층 형성한 다음, 패터닝하여 컨트롤 게이트와 플로팅 게이트를 패터닝하게 되는데, 상기 플로팅 게이트를 패터닝하기 위해 컨트롤 게이트를 마스크로 상기 절연층을 식각할 경우, 절연층이 잘 식각되지 않고 잔존하는 현상이 발생된다.First, after forming an insulating layer having an ONO structure on the first polysilicon layer for the floating gate, and forming a second polysilicon layer for the control gate on the insulating layer, and then patterning patterning the control gate and the floating gate, When the insulating layer is etched using the control gate as a mask to pattern the floating gate, a phenomenon in which the insulating layer is not etched well and remains is generated.

이렇게 절연층이 잔존하게 되면 그 제 1 폴리실리콘층 식각시 완전히 제거되지 않는 결과를 초래하여 인접한 플로팅 게이트와 숏트(short)되는 현상이 발생한다.When the insulating layer is left in this manner, the first polysilicon layer is not completely removed when the first polysilicon layer is etched, thereby shortening the adjacent floating gate.

그리고 잔존하는 절연층 및 그로 인해 제거되지 않은 제 1 폴리실리콘층이 파티클(particle)의 소오스로 작용하여 후속 공정의 진행을 어렵게 만든다.The remaining insulating layer and thus not removed first polysilicon layer act as a source of particles, making it difficult to proceed with subsequent processes.

둘째, 상기 잔존하는 절연층을 완전히 제거하기 위해 과도 식각을 진행할 경우 소자격리막이 식각되는 현상을 막을 수가 없으며, 최악의 경우에는 소자격리막이 모두 식각될 수도 있다. 이의 방지를 위해 소자격리막의 두께를 매우 크게할 수는 있으나, 이는 집적도를 감소시키는 요인으로 작용한다.Second, when the excessive etching is performed to completely remove the remaining insulating layer, it is impossible to prevent the device isolation layer from being etched, and in the worst case, all the device isolation layers may be etched. In order to prevent this, the thickness of the device isolation layer can be made very large, but this causes a reduction in the degree of integration.

셋째, 플로팅 게이트의 수직 프로파일을 보면, 플로팅 게이트 윗쪽 모서리가 첨예하게 되어 플로팅 게이트로부터 컨트롤 게이트로의 리키지 전류를 증가시키게 되므로 게이트의 손상을 초래하고 데이터의 유지특성을 열화시키는 원인이 된다.Third, when looking at the vertical profile of the floating gate, the upper edge of the floating gate becomes sharp, which increases the leakage current from the floating gate to the control gate, causing damage to the gate and deteriorating data retention characteristics.

넷째, 플로팅 게이트의 측면이 수직하게 단차를 가지므로 컨트롤 게이트 식각시 과도식각을 유도하게 되며 이는 주변회로 소자의 게이트산화막 및 기판에 손상을 입히는 문제를 야기시킨다.Fourth, since the side surface of the floating gate has a vertical step, over-etching is induced during control gate etching, which causes a problem of damaging the gate oxide film and the substrate of the peripheral circuit device.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 플로팅 게이트의 측면에 절연층이 잔류되지 않도록하여 컨트롤 게이트의 패터닝을 용이하게 하며 소자격리막의 손실을 방지하여 소자의 신뢰성을 향상시키는데 적당한 플래쉬 메모리 셀 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is suitable for improving the reliability of devices by facilitating the patterning of the control gates by preventing the insulating layer from remaining on the side of the floating gates and preventing the loss of device isolation films. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a flash memory cell.

도 1a 내지 1b는 종래 기술에 따른 플래쉬 메모리 셀의 레이아웃도1A to 1B are layout views of flash memory cells according to the prior art.

도 2a 내지 2d는 도 1a 내지 1b의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 공정단면도2A to 2D are cross-sectional views taken along the line II ′ of FIGS. 1A to 1B.

도 3a 내지 3d는 도 1a 내지 1b의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 공정단면도3A to 3D are cross-sectional views taken along line II-II 'of FIGS. 1A to 1B.

도 4는 도 도 1b의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 단면도4 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 1B.

도 5a 내지 5f는 본 발명의 플래쉬 메모리 셀 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도5A through 5F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory cell of the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

50 : 반도체 기판 51 : 소자격리막50 semiconductor substrate 51 device isolation film

52 : 열산화막 53 : 제 1 폴리실리콘층52: thermal oxide film 53: first polysilicon layer

54 : 제 1 절연층 55 : 포토레지스트54: first insulating layer 55: photoresist

56 : 제 2 폴리실리콘층 57 : 제 3 폴리실리콘층56 Second Polysilicon Layer 57 Third Polysilicon Layer

57a : 폴리 측벽 58 : 제 2 절연층57a: poly sidewall 58: second insulating layer

59 : 컨트롤 게이트59: control gate

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플래쉬 메모리 셀 제조방법은 반도체 기판에 소자격리막을 형성하여 활성영역을 정의하는 공정과, 상기 기판상에 터널링 산화막을 개재하여 제 1 폴리실리콘층을 형성하고, 그 상면에 그 보다 두꺼운 제 1 절연층을 형성하는 공정과, 상기 활성영역에 상응하는 상기 제 1 폴리실리콘층이 노출되도록 상기 제 1 절연층을 선택식각한 후, 상기 기판 전면에 제 2 폴리실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 절연층의 높이보다 낮은 높이가 되도록 상기 제 2 폴리실리콘층을 식각하는 공정과, 상기 제 1 절연층을 제거한 후, 상기 제 2 폴리실리콘층의 양측면에 폴리 측벽을 형성하는 공정과, 상기 폴리 측벽 양측의 제 1 폴리실리콘층을 제거하여 상기 제 1, 제 2 폴리실리콘층 및 폴리 측벽으로 이루어진 플로팅 게이트 라인들을 형성하는 공정과, 상기 플로팅 게이트 라인들을 포함한 전면에 제 2 절연층을 형성한 후, 상기 제 2 절연층상에 컨트롤 게이트를 형성하는 공정과, 상기 컨트롤 게이트를 마스크로 상기 제 2 절연층 및 상기 플로팅 게이트 라인을 식각하여 플로팅 게이트를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The flash memory cell manufacturing method of the present invention for achieving the above object is a process for defining an active region by forming a device isolation film on a semiconductor substrate, and forming a first polysilicon layer on the substrate via a tunneling oxide film, Forming a thicker first insulating layer on the upper surface thereof, and selectively etching the first insulating layer to expose the first polysilicon layer corresponding to the active region, and then second polysilicon on the entire surface of the substrate. Forming a layer, etching the second polysilicon layer so as to have a height lower than that of the first insulating layer, and removing the first insulating layer, and then removing the polysilicon layer on both sides of the second polysilicon layer. Forming a sidewall, and removing the first polysilicon layers on both sides of the polysidewall to form the floating gates comprising the first and second polysilicon layers and the polysidewalls. And forming a second insulating layer on the entire surface including the floating gate lines, forming a control gate on the second insulating layer, and using the control gate as a mask. And forming a floating gate by etching the floating gate line.

이하, 본 발명의 플래쉬 메모리 셀 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a flash memory cell of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 플래쉬 메모리 셀 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.5A through 5F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory cell of the present invention.

그리고 도 5a 내지 도 5f는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 것이다.5A to 5F are taken along line II ′ of FIG. 1A.

먼저, 도 5a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(50)을 필드영역과 활성영역으로 정의한 후, 상기 필드영역에 소자격리막(51)을 형성한다.First, as shown in FIG. 5A, the semiconductor substrate 50 is defined as a field region and an active region, and then an element isolation film 51 is formed in the field region.

이때, 상기 소자격리막(51)들은 서로 일정한 간격을 갖고 디파인(define)된다.In this case, the device isolation layers 51 are defined at regular intervals from each other.

이와 같이, 선택적으로 소자격리막(51)을 형성한 후, 활성영역에 터널링 산화막(52)을 형성하고, 상기 반도체 기판(50) 전면에 얇은 두께의 제 1 폴리실리콘층(53)을 형성한다.As described above, after the device isolation layer 51 is selectively formed, the tunneling oxide layer 52 is formed in the active region, and the first polysilicon layer 53 having a thin thickness is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 50.

이후, 상기 제 1 폴리실리콘층(53)상에 상기 제 1 폴리실리콘층(53)에 비해 상대적으로 두껍게 제 1 절연층(54)을 형성한다.Thereafter, the first insulating layer 54 is formed on the first polysilicon layer 53 relatively thicker than the first polysilicon layer 53.

이때, 제 1 절연층(54)의 물질은 고온저압유전막(HLD:High temperature Low pressure Dielectric)을 이용한다.In this case, the material of the first insulating layer 54 uses a high temperature low pressure dielectric (HLD).

그리고 제 1 절연층(54)상에 포토레지스트(55)를 도포한 후, 노광 및 현상공정으로 패터닝한다.After the photoresist 55 is coated on the first insulating layer 54, the photoresist 55 is patterned by an exposure and development process.

이어, 도 5b에 도시한 바와 같이, 패터닝된 포토레지스트(55)를 마스크로 이용한 식각공정으로 상기 제 1 절연층(54)을 선택적으로 제거한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 5B, the first insulating layer 54 is selectively removed by an etching process using the patterned photoresist 55 as a mask.

즉, 제 1 절연층(54)이 제거된 부분은 소자격리막(51)이 형성되지 않은 활성영역에 상응한 영역이며 상기 제 1 폴리실리콘층(53)의 표면이 노출되도록 식각된다.That is, the portion from which the first insulating layer 54 is removed is a region corresponding to the active region in which the device isolation layer 51 is not formed and is etched to expose the surface of the first polysilicon layer 53.

이후, 상기 선택적으로 제거된 제 1 절연층(54)을 포함한 제 1 폴리실리콘층(53)상에 제 2 폴리실리콘층(56)을 형성한 후, 표면을 평탄화시킨다.Thereafter, after forming the second polysilicon layer 56 on the first polysilicon layer 53 including the selectively removed first insulating layer 54, the surface is planarized.

이어서, 도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 절연층(54)의 표면이 노출될 때까지 제 2 폴리실리콘층(56)을 식각한 후, 다시 과도 식각을 통해 제 1 절연층(54) 사이의 하부에만 남긴다.Subsequently, as shown in FIG. 5C, the second polysilicon layer 56 is etched until the surface of the first insulating layer 54 is exposed, and then the first insulating layer 54 is over-etched again. Leave only at the bottom in between.

즉, 소자격리막(51)과의 단차를 최적화할 수 있을때까지 제 2 폴리실리콘층(56)을 과도식각한다.That is, the second polysilicon layer 56 is excessively etched until the step with the device isolation layer 51 can be optimized.

이어, 도 5d에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 절연층(54)만을 선택적으로 제거한다. 이때, 제 1 절연층(54)의 제거는 습식식각을 이용한다.Subsequently, as shown in FIG. 5D, only the first insulating layer 54 is selectively removed. In this case, the first insulating layer 54 is removed by wet etching.

그리고 도 5e에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 폴리실리콘층(56)을 포함한 제 1 폴리실리콘층(53)상에 제 3 폴리실리콘층(57)을 형성한다.As shown in FIG. 5E, a third polysilicon layer 57 is formed on the first polysilicon layer 53 including the second polysilicon layer 56.

이후, 제 3 폴리실리콘층(57)을 에치백하여 도 5f에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 폴리실리콘층(56)의 양측면에 폴리 측벽(57a)을 형성한다.Thereafter, the third polysilicon layer 57 is etched back to form poly sidewalls 57a on both sides of the second polysilicon layer 56, as shown in FIG. 5F.

그리고 폴리 측벽(57a) 및 제 2 폴리실리콘층(56)을 마스크로하여 제 1 폴리실리콘층(53)을 제거한다.The first polysilicon layer 53 is removed using the poly sidewall 57a and the second polysilicon layer 56 as a mask.

따라서, 상기 폴리 측벽(57a)과, 제 1, 제 2 폴리실리콘층(53,56)으로 이루어진 플로팅 게이트 라인이 형성되고, 플로팅 게이트 라인의 양측이 폴리 측벽(57a)에 의해 라운드(round) 형태를 갖는다.Accordingly, a floating gate line including the poly sidewall 57a and the first and second polysilicon layers 53 and 56 is formed, and both sides of the floating gate line are rounded by the poly sidewall 57a. Has

그리고 상기 제 1 폴리실리콘층(53)을 식각할 때 상기 제 2 폴리실리콘층(56)도 소정깊이로 식각된다.When the first polysilicon layer 53 is etched, the second polysilicon layer 56 is also etched to a predetermined depth.

이와 같은 공정을 통해 제 2 폴리실리콘층(56)으로 이루어진 플로팅 게이트 라인을 형성한 후, 상기 플로팅 게이트 라인을 포함한 전면에 ONO구조의 제 2 절연층(58)을 형성한다.After forming the floating gate line formed of the second polysilicon layer 56 through the above process, the second insulating layer 58 having the ONO structure is formed on the entire surface including the floating gate line.

이후, 상기 제 2 절연층(58)상에 제 4 폴리실리콘층을 형성한 후 패터닝하여 컨트롤 게이트(59)를 형성한다.Thereafter, a fourth polysilicon layer is formed on the second insulating layer 58 and then patterned to form a control gate 59.

그리고 상기 컨트롤 게이트(59)를 마스크로 마스크로 이용한 식각공정으로 상기 제 2 절연층(58) 및 상기 플로팅 게이트 라인을 식각한다.The second insulating layer 58 and the floating gate line are etched by an etching process using the control gate 59 as a mask.

따라서, 플로팅 게이트 라인의 양측이 라운딩되어 있으므로 그 상부에 증착되는 제 2 절연층(58) 또한 라운딩되어 상기 컨트롤 게이트(59)를 마스크로 이용한 식각공정시 제 2 절연층(58)을 완전하게 제거할 수가 있다.Therefore, since both sides of the floating gate line are rounded, the second insulating layer 58 deposited thereon is also rounded to completely remove the second insulating layer 58 during the etching process using the control gate 59 as a mask. You can do it.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 플래쉬 메모리 셀 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the flash memory cell manufacturing method of the present invention has the following effects.

첫째, 플로팅 게이트의 측면이 완만하여 ONO식각시, ONO가 완전하게 제거되므로 과도식각을 할 필요가 없어 소자격리막의 손상을 미연에 예방할 수 있다.First, since the side of the floating gate is smooth and ONO is completely removed, there is no need to overetch because the ONO is completely removed, thereby preventing damage to the device isolation layer.

둘째, 플로팅 게이트의 윗쪽이 날카로운 모서리 부분이 없어 플로팅 게이트에서 컨트롤 게이트로의 리키지 전류가 감소된다.Second, there is no sharp edge on the top of the floating gate, reducing the leakage current from the floating gate to the control gate.

셋째, 플로팅 게이트의 높이를 소자격리막의 높이와 거의 일정하게 맞출 수가 있으므로 플로팅 게이트 공정 후, 셀 영역의 평탄도가 개선된다.Third, since the height of the floating gate can be made almost constant with the height of the device isolation layer, the flatness of the cell region is improved after the floating gate process.

따라서, 컨트롤 게이트 디파인(define)시에 플로팅 게이트의 단차에 의한 패턴의 일그러짐이 없고 컨트롤 게이트 건식식각시에 과도한 건식식각을 할 필요가 없어 주변회로 소자의 게이트 산화막에 대한 손상을 방지할 수 있다.Therefore, there is no distortion of the pattern due to the step of the floating gate at the time of control gate fineness, and there is no need for excessive dry etching at the time of control gate dry etching, thereby preventing damage to the gate oxide film of the peripheral circuit element.

넷째, 소자격리막의 성장 두께를 낮출 수가 있으므로 필드산화 패턴의 미세화에 대응이 용이하고 또한 셀프-얼라인 소오스 공정시 활성영역에 대한 손상을 최대한 감소시킬 수 있다.Fourth, since the growth thickness of the device isolation layer can be lowered, it is easy to cope with miniaturization of the field oxidation pattern, and the damage to the active region can be reduced as much as possible in the self-aligned source process.

Claims (3)

반도체 기판에 소자격리막을 형성하여 활성영역을 정의하는 공정과,Forming an isolation layer on the semiconductor substrate to define an active region; 상기 기판상에 터널링 산화막을 개재하여 제 1 폴리실리콘층을 형성하고, 그 상면에 그 보다 두꺼운 제 1 절연층을 형성하는 공정과,Forming a first polysilicon layer on the substrate via a tunneling oxide film, and forming a thicker first insulating layer on the upper surface thereof; 상기 활성영역에 상응하는 상기 제 1 폴리실리콘층이 노출되도록 상기 제 1 절연층을 선택식각한 후, 상기 기판 전면에 제 2 폴리실리콘층을 형성하는 공정과,Selectively etching the first insulating layer to expose the first polysilicon layer corresponding to the active region, and then forming a second polysilicon layer on the entire surface of the substrate; 상기 제 1 절연층의 높이보다 낮은 높이가 되도록 상기 제 2 폴리실리콘층을 식각하는 공정과,Etching the second polysilicon layer to have a height lower than that of the first insulating layer; 상기 제 1 절연층을 제거한 후, 상기 제 2 폴리실리콘층의 양측면에 폴리 측벽을 형성하는 공정과,Removing the first insulating layer and forming poly sidewalls on both sides of the second polysilicon layer; 상기 폴리 측벽 양측의 제 1 폴리실리콘층을 제거하여 상기 제 1, 제 2 폴리실리콘층 및 폴리 측벽으로 이루어진 플로팅 게이트 라인들을 형성하는 공정과,Removing the first polysilicon layers on both sides of the poly sidewall to form floating gate lines formed of the first and second polysilicon layers and the poly sidewall; 상기 플로팅 게이트 라인들을 포함한 전면에 제 2 절연층을 형성한 후, 상기 제 2 절연층상에 컨트롤 게이트를 형성하는 공정과,Forming a second insulating layer on the entire surface including the floating gate lines, and then forming a control gate on the second insulating layer; 상기 컨트롤 게이트를 마스크로 상기 제 2 절연층 및 상기 플로팅 게이트 라인을 식각하여 플로팅 게이트를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 셀 제조방법.And etching the second insulating layer and the floating gate line using the control gate as a mask to form a floating gate. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 절연층의 높이보다 낮은 높이가 되도록 상기 제 2 폴리실리콘층을 식각하는 공정은,The process of claim 1, wherein the second polysilicon layer is etched to have a height lower than that of the first insulating layer. 상기 기판 전면에 형성된 제 2 폴리실리콘층의 표면을 평탄화하는 공정과,Planarizing the surface of the second polysilicon layer formed on the entire substrate; 상기 제 1 절연층의 표면이 노출될 때까지 상기 제 2 폴리실리콘층을 에치배하는 공정과,Etching the second polysilicon layer until the surface of the first insulating layer is exposed; 상기 제 1 절연층보다 낮은 높이가 되도록 상기 제 2 폴리실리콘층을 과도식각하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 셀 제조방법.And overetching the second polysilicon layer so as to have a lower height than the first insulating layer. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 절연층은 산화막-질화막-산화막이 적층된 ONO구조의 절연막인 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 셀 제조방법.The method of claim 1, wherein the second insulating layer is an insulating film having an ONO structure in which an oxide film-nitride film-oxide film is stacked.
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